認知行動療法の効果はfMRIで予測可能(パニック障害・全般性不安障害) | 緘黙ブログー不安の心理学、脳科学的知見からー
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問題を起こさない緘黙児は放置されるか?」という記事に追記をしました。3歳で「かん黙」があった園児5名の内60%が5歳までに「かん黙」を克服したという研究です。日本の調査になります。

うつ病や双極性障害(躁鬱病)、自閉症スペクトラム障害、アスペルガー症候群、アルコール依存症(アルコール中毒)、コカイン依存症、社交不安障害(社会不安障害)に関しては、脳イメージング技術により90%以上の精度で患者と健康な人の識別、あるいは別の疾患/症状との鑑別まで可能であるという研究成果が海外であります。

*最近ではAD/HD(注意欠陥・多動性障害)でも脳イメージング技術による診断技術の向上が進んでいます。

参考記事⇒精神疾患を脳イメージングで診断できる時代へ(海外の研究)

上の参考記事ではMRI(磁気共鳴画像法)やfMRI(機能的MRI)による社会不安障害患者と健常者の鑑別診断が97%の精度でできるという中国の研究を紹介していますが、これは学会発表です。学会発表ではなく、きちんとした論文となると、表情課題での脳活動で72.6%の鑑別精度、全脳の灰白質体積を用いた鑑別で84.5%(Frick et al., 2014)fMRIによる健常者と社会不安障害患者の鑑別が感度88%・特異度89%で、パニック障害患者と社会不安障害患者の鑑別も感度81%・特異度81%で可能である(Pantazatos et al., 2014)という研究があります(2014年5月現在、追試がなされていないことに注意)。

日本でも拡散テンソル画像法(DTI:Diffusion Tensor Imaging)によって統合失調症の女性患者とうつ病の女性患者を8割の正確性で鑑別診断した、近赤外線分光法(NIRS:Near-Infrared Spectroscopy)によってうつ病患者と双極性障害もしくは統合失調症の患者を識別できた等の報告があります。

参考記事⇒精神疾患を脳イメージングで診断できる時代へ(日本の研究)

以下の参考記事で書いたように、うつ病など気分障害ではMRIやEEG(脳波)で抗うつ薬の効果を、fMRIで認知行動療法の効果を、EEGで反復経頭蓋磁気刺激法(rTMS)の効果をそれぞれ個人レベルで予測できるという研究があります。統合失調症に対するクロザピン(抗精神病薬)の効果を治療前のEEGで予測できる、物質乱用障害患者が認知行動療法を断念するかどうかを脳活動で予測できると主張する研究者もいます。

参考記事⇒認知行動療法や薬物療法の効果を脳イメージングで予測できる時代へ

しかし、不安障害で認知行動療法の効果を個人レベルで予測した研究はありませんでした(集団レベルならあります)。今回ご紹介する論文が興味深いのはfMRIで全般性不安障害患者とパニック障害患者に対する認知行動療法の効果を個人レベルで予測できた初めての研究であるという点にあります。

Ball, T. M., Stein, M. B., Ramsawh, H. J., Campbell-Sills, L., & Paulus, M. P. (2014). Single-subject anxiety treatment outcome prediction using functional neuroimaging. Neuropsychopharmacology, 39(5), 1254-1261. doi:10.1038/npp.2013.328.

★概要

○手続き

DSM-Ⅳの診断基準を満たさない者や物質依存の患者を除外したり、fMRIの質が悪かったりで、最終的に48人のデータが有効になりました。パニック障害患者が23人、全般性不安障害患者が25人でした(女性が81%、平均年齢31.7歳)。パニック障害と広場恐怖症の合併者も許容。

認知行動療法の効果は全般的不安重症度・障害尺度(Overall Anxiety Severity and Impairment Scale:OASIS)得点がある値以下かどうかで判定しました。60%の患者に効果ありと判定されました(パニック障害患者が15人、全般性不安障害患者が14人)。

fMRIは認知行動療法の前に実施しました。集団認知行動療法ではなく、個人認知行動療法(1週間に1回、計10セッション)でした。

fMRIで用いた課題は情動制御課題(emotion regulation task)でした。ネガティブ画像に対する情動反応を「維持」する条件と「減少」させる認知的再評価条件の2つを設定しました。ベースラインはごちゃまぜ画像(scrambled images)を呈示しました。

脳活動は70個の関心領域(Region of Interest:ROI)に限定して分析しました。認知行動療法の効果の予測に用いた機械学習アルゴリズムはrandom forest(ランダムフォレスト)でした。random forestにより、認知行動療法の効果の予測に重要な変数やその重要度を決定しました。

*ランダムフォレストとは何ぞや?という疑問を持った方はググるか専門書にでも当たってください(冷淡な対応)。

脳活動以外にも不安尺度、鬱尺度、性格質問紙、合併症の数、年齢、性別、教育年で認知行動療法の結果を予測するモデルを構築しました。

○結果

重要事項:認知行動療法が効いた患者は60%で、95%信頼区間は47~74%でしたので、75%以上の予測精度が統計的に意味のある予測となりました。95%信頼区間とは全く同じ条件で同じ実験をやったと仮定した場合、95%の確率で標本平均が出現する区間のことです。今回の場合は同じことをやると認知行動療法が効く人が47~74%になるのが95%の確率で保証されるということです←追記(2014年11月17日):なお、信頼区間の意味で区間の間に母平均が入るという説明が見受けられることがありますが、それは間違いです。Hoekstra et al. (2014)によると、心理学の専門家でさえ信頼区間の意味を誤解している人がいます。

●fMRIによる認知行動療法の効果の予測精度

fMIRによる予測精度でベストな値は79%でした(感度0.86、特異度0.68)。Positive Likelihood Ratio(陽性尤度比)が2.73(95%信頼区間は1.39~5.38)、Negative Likelihood Ratio(陰性尤度比)が0.20(95%信頼区間は0.08~0.53)でした。

*Positive Likelihood Ratioとは真陽性(true positive)率÷偽陽性(false positive)率のことです。ここでの真陽性とは認知行動療法(CBT)が効いた患者を正しく効いたと予測できたこと、偽陽性とはCBTが効果的だと予測したにもかかわらず、効かなかったことをいいます。反対にNegative Likelihood Ratioとは偽陰性率÷真陰性率のことです。ここでの偽陰性とはCBTが効かないと予測したにもかかわらず、効いたこと、真陰性とはCBTが効かなかった患者を効かないと正しく予測できたという意味です。

認知行動療法の効果の予測に貢献した10個の脳活動は以下の通りです(全て認知行動療法が効果的だった人の方がそうでなかった人よりも活動が高くなっていました)。

情動制御課題で情動反応を「維持」する実験条件の脳活動:右海馬と左鉤(uncus)
認知的再評価で働いた脳活動:左横側頭回、左島皮質前部、両側上側頭回、左縁上回、左中心前回、左上前頭回、右黒質

●人口学的指標・質問紙による認知行動療法の予測精度

一方、性別等人口学的指標や質問紙を用いた予測精度でベストな値は69%でした(感度0.79、特異度0.53)。Positive Likelihood Ratioが1.67(95%信頼区間は1.01~2.79)、Negative Likelihood Ratioが0.39(95%信頼区間は0.17~0.90)でした。

これは全般的不安重症度・障害尺度(OASIS)、不安感受性尺度(Anxiety Sensitivity Index:ASI)、ペン状態懸念質問紙短縮版(Penn State Worry Questionnaire:PSWQ-A)の3つの尺度を用いた結果でした。

*OASISは「維持」条件の左鉤部の活動と逆相関。PSWQ-Aは「維持」条件の左鉤の活動と逆相関(他にも色々書かれていますが、多重比較の補正をbonferroni法で行うと、「維持」条件の左鉤部の活動だけが有意な逆相関でした)。

*ベストの予測精度に貢献しなかった指標は以下の通り
1.性別、年齢、教育年、合併診断
2.不確かさの不寛容性尺度(Intolerance of Uncertainty Scale:IUS)
3.簡易抑うつ症状尺度(Quick Inventory of Depressive Symptomatology:QIDS)
4.NEO人格検査(NEO Personality Inventory:NEO-PI)

●fMRIと人口学的指標・質問紙を組み合わせた予測精度

fMRIデータと質問紙、性別、年齢、教育年を組み合わせたモデルでも脳活動だけを用いた予測モデルにはかないませんでした(予測精度は73%)。感度は0.83、特異度は0.58、Positive Likelihood Ratioが1.97(95%信頼区間は1.13~3.42)、Negative Likelihood Ratioが0.30(95%信頼区間は0.12~0.72)。

一番良いモデル:OASIS、ASI、PSWQ-A、情動反応を「維持」する時の右海馬と左鉤、認知的再評価時の左横側頭回、左縁上回、左中心前回、左上前頭回、右黒質

★コメント

以上の結果から質問紙、性別、年齢、教育年による予測やそれらとfMRIデータの両方を用いた予測よりも、fMRIによる予測だけを用いるほうが認知行動療法の結果を予言するモデルとして適切であるということになります。事実、統計的に有意な予測精度を超えたのはfMRIによる予測モデルだけです。

情動制御課題中の脳活動で認知行動療法の効果を予測できるというのは分かりやすいですよね。しかも、予測に貢献した脳活動、特に左鉤部(uncus)の活動がOASISとPSWQ-Aという2つの質問紙得点と負の相関を示しており、興味深いです。

実はドロップアウトした7名の患者のOASIS得点も最も間近なデータを用いて分析しているので、fMRIでドロップアウトも予測できるかもしれません。しかし、特異度が0.68と低いので、本研究では必ずしも予測できたとは言い難いです。

パニック障害と全般性不安障害を一緒くたにしている点も気になりますが、診断横断的な認知行動療法の有効性に関する研究も進んでおり、必ずしも欠点とはいいきれません。診断とは無関係に予測できるので、考え方によっては強みともいえます。

*なお、パニック障害患者と全般性不安障害の分析を別々に行った結果は補足資料(Supplementary)に掲載されています。

書きませんでしたが、全てのモデルの一対比較において統計的な有意差が見出されていなかったので、fMRIによる認知行動療法の効果の予測が桁外れに優れているというわけではないようです。ただ、この点はいたしかたないかもしれません。というのも、本研究が不安障害患者に対する認知行動療法の結果を個人レベルで予測した初めてのfMRI研究だからです。

データが有効になった女性が81%と、男性が比較的少数でした。サンプルを多くした研究が必要ですが、男性も多くすると般化の可能性が高まります。

ROIを70個設定しましたが、これは人為的なものでした(私の勘違いでなければ)。したがって、実際にはもっと予測精度の高い脳部位があった可能性があります。ただ、おそらく主要な脳部位は全て分析されているとは思いますが。

いずれにしても、将来的に脳画像技術から薬物療法や心理療法の効果を個人レベルで予測できるようになったら素晴らしいものです。もっとも、何年かかるのか分かりませんが。また、たとえそれができたとしても、認知行動療法が有効でないと判断された患者に効果的な治療法を提案しないと、脳イメージング技術は無責任だということになりかねません。

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ある特定の場面(例.学校)でしゃべれなくなってしまう症状を場面緘黙症といいます。言語能力や知能には問題がないにもかかわらず、話せないのです。一般的に場面緘黙症の人は自らの意思で口を閉ざしているのではなく、不安や恐怖のために話せないとされます。中にはあらゆる場面で話せない全緘黙症になる事例もあります。
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マーキュリー2世

Author:マーキュリー2世
性別:男
緘黙経験者で、バリバリの現役緘黙だったのは小学4年?大学1年。ただし、小学4年以前はほとんど記憶喪失気味なのでそれ以前も緘黙だった可能性あり。現在も場合によっては緘黙/緘動が発動します。種々の研究に言及していますが、私は専門家ではありません。ひきこもり/自称SNEP(孤立無業者)です。

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